南水北調(diào)中線工程通水進入倒計時，在這項宏偉工程中，測繪地理信息技術(shù)也發(fā)揮著不可忽視的重要作用。在對該項工程丹江口庫區(qū)進行地質(zhì)災害體調(diào)查項目中，湖北省國土測繪院將三維激光掃描技術(shù)引入其中，為該項工程提供高質(zhì)量的測繪保障服務。

　　在地質(zhì)災害體調(diào)查項目中，傳統(tǒng)的測繪方法受到地形復雜等因素的限制，得到的數(shù)據(jù)往往不夠精準且耗時長。湖北省國土測繪院根據(jù)這一現(xiàn)狀，在對丹江口庫區(qū)進行地質(zhì)災害體調(diào)查工作的時候，選取了十堰市鄖縣城關(guān)鎮(zhèn)牧場溝村黃家槽滑坡等八個影響范圍大、對周邊威脅大、特征典型的重大地質(zhì)災害點作為示范區(qū)，開展三維激光掃描技術(shù)重大地質(zhì)災害測繪示范應用，生產(chǎn)制作了包括地質(zhì)災害體DLG數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、三維模型等基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，將災害體的變形細節(jié)特征真實展現(xiàn)在模型上，通過三維模型計算滑坡體土方量，并錄入《十堰市南水北調(diào)丹江口庫區(qū)地質(zhì)災害防治一張圖示范建設(shè)》的地質(zhì)災害防治管理綜合數(shù)據(jù)庫，為今后的地質(zhì)災害調(diào)查及信息系統(tǒng)提供精準、直觀的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為減災防災和制定區(qū)域防災規(guī)劃提供基礎(chǔ)地質(zhì)依據(jù)。

　　三維激光掃描技術(shù)目前在國內(nèi)主要應用在文物數(shù)字化保護、土木工程、工業(yè)測量、歷史古建筑物的恢復和保存等領(lǐng)域，在地質(zhì)災害應急調(diào)查領(lǐng)域的應用尚處于探索階段。此次利用三維激光掃描儀對丹江水庫進行大比例尺工程地質(zhì)測繪和勘查，研究出了一套地質(zhì)災害體三維激光掃描測繪與建模的總體技術(shù)路線和流程，實現(xiàn)了立體、直觀的全方位展示地質(zhì)災害體的全貌，豐富了地質(zhì)災害體調(diào)查的技術(shù)手段和測繪成果表現(xiàn)形式，不僅降低了地質(zhì)災害防治部門的工作成本，提高了應急、調(diào)查、綜合防治的決策水平，也為湖北在地質(zhì)災害測繪領(lǐng)域推廣應用三維激光掃描技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)。

　　三維激光掃描技術(shù)又稱實景復制技術(shù)，將任何復雜的現(xiàn)場環(huán)境及空間進行掃描操作，并直接將各種大型的、復雜的、不規(guī)則、標準或非標準等實體或?qū)嵕暗娜S數(shù)據(jù)完整的采集到電腦中，進而快速重構(gòu)出目標的三維模型及線、面、體、空間等各種制圖數(shù)據(jù)，同時，它所采集的三維激光點云數(shù)據(jù)還可進行各種后處理工作（如：測繪、計量、分析、仿真、模擬、展示、監(jiān)測、虛擬現(xiàn)實、等），它是各種正向工程工具的對稱應用工具，即：逆向工程工具。所有采集的三維點云數(shù)據(jù)及三維建模數(shù)據(jù)都可以通過標準接口格式轉(zhuǎn)換給各種正向工程軟件直接使用。

　　三維激光掃描技術(shù)有六大應用方向：

　　1、可用于各種項目任務及產(chǎn)品戰(zhàn)略的系統(tǒng)仿真、戰(zhàn)略規(guī)劃、實效推延、電腦模擬、預研預演、虛擬現(xiàn)實分析及評估。

　　2、可用于實物原始三維數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)形態(tài)的現(xiàn)場采集、非線性采集、快速原型、三維存檔、再設(shè)計、改造改進、逆向三維重構(gòu)、任務仿真、模擬及評估、后測繪計量、倉容計量、結(jié)構(gòu)特性分析及逆向反求、校驗正向設(shè)計、各種結(jié)構(gòu)特性測試及試驗、...等。

　　3、可用于改造工程中的工程規(guī)劃、吊裝、裝配、管道布線、方案評估、校驗、布局仿真、三維可視化管理、...等。

　　4、可用于設(shè)施的變形、老化、維修、檢測、監(jiān)測、翻新、更新、加工、仿研、仿制、結(jié)構(gòu)分析、強度分析、靜動力分析、加載分析、碰撞試驗、結(jié)構(gòu)仿真、內(nèi)視、...（如：通過應力分析、有限元分析、變形分析、結(jié)構(gòu)特性分析等調(diào)用）。

　　5、可用于企業(yè)可視化管理及虛擬現(xiàn)實應用，如：訓練、培訓、試驗、虛擬制造、虛擬設(shè)計、虛擬試驗、虛擬視景、仿真機可視化數(shù)據(jù)資源、評估、模擬、設(shè)施管理、三維建檔、設(shè)施維護、GIS展示、...等。

　　6、可用于設(shè)施的二維制圖還原（如：針對陳舊設(shè)施、年久失修的設(shè)施、數(shù)據(jù)缺損的設(shè)施、老化變形的設(shè)施等）及無紙化操作。

　　三維激光掃描技術(shù)應用范圍也很廣泛：

　　量化實景對象、三維信息采集、逆向三維重構(gòu)、逆向三維建模

　　空間數(shù)據(jù)反求、對象逆程設(shè)計、預研仿研仿制、虛擬現(xiàn)實應用

　　正向工程反證、逆向工程實施、概念設(shè)計仿真、逆向制圖還原

　　結(jié)構(gòu)特性分析、試驗工程仿真、后數(shù)據(jù)測計量、目標形變監(jiān)測

　　工程技效評估、電腦模擬實戰(zhàn)、環(huán)境適應仿真、工程力學分析

　　對抗模擬推演、企業(yè)無紙操作、虛擬設(shè)計制造、科目效果測試

　　整合三維資源、創(chuàng)建三維流程、工裝工藝規(guī)劃、改進改造工程

　　歷史資源修復、任務方案優(yōu)化、對象加載仿真、設(shè)施維護維修

　　模具設(shè)計制造、樣件樣板三維、機電產(chǎn)品檢測、三維造型設(shè)計

　　成型設(shè)計還原、壓模鑄模檢測、工藝檢測檢驗、計量測繪分析

　　關(guān)于三維激光掃描技術(shù)應用解析如下：

　　三維激光掃描技術(shù)不同于單純的測繪技術(shù)（因為傳統(tǒng)的高精度測繪技術(shù)已經(jīng)很多，也夠用了），它主要面向高精度逆向三維建模及重構(gòu)，您知道，傳統(tǒng)測繪技術(shù)主要是單點精確測量，但用它做建模工作時就愛莫能助了，因為描述目標結(jié)構(gòu)的完整屬性需要大量的測繪點采集，少則幾萬個，多則幾百萬以上，這樣才能把目標完整的搬到電腦中來，所以，用現(xiàn)代高精度傳感技術(shù)做輔助就解決了這個問題，三維激光掃描技術(shù)就是這類全自動高精度立體掃描的技術(shù)。

　　三維激光掃描技術(shù)的應用面非常寬廣，它是正向建模（如：由人工操作CATIA、UG、CAD、...）的對稱應用，所以說它為逆向建模技術(shù)（如：從實體或?qū)嵕爸兄苯舆€原出模型）。逆向建?？梢詫⒃O(shè)計、生產(chǎn)、實驗、使用等過程中的變化內(nèi)容重構(gòu)回來，然后進行各種結(jié)構(gòu)特性分析（如：形變、應力、效能、過程、工藝、姿態(tài)、預測等）、檢測、模擬、仿真、CIMS、CMMS、虛擬現(xiàn)實、柔性制造、虛擬制造、虛擬裝配等，這對于有限元分析、工程力學分析、流體動力分析等軟件來說是非常重要的，對于精度適合的工作還可以進行后處理測繪、計量等。

　　總之，空間數(shù)據(jù)是一個復雜的、交錯的、變化的屬性，表面結(jié)構(gòu)僅是這個屬性之一、而逆向工程的任務也將隨著環(huán)境量化、虛擬制造、柔性制造、工裝工藝、工件組合、數(shù)字工廠、流程操作、可視化仿真、虛擬現(xiàn)實等的應用延伸而不斷擴大，社會橫向應用面也將進一步廣闊。